×
10.05.2016
216.015.3dc7

ФОТОХРОМНОЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ СТЕКЛО

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области материалов для твердотельных индикаторов ультрафиолетового излучения. Фотохромное люминесцентное стекло содержит оксид европия EuO в концентрации 0,43-0,49% (мас.) и тетраборат лития LiBO (остальное). Стекло интенсивно люминесцирует при воздействии ультрафиолетового (УФ) излучения и практически мгновенно изменяет окраску при изменении интенсивности УФ-излучения. Стекло может быть использовано в простых индикаторах излучения ближнего и среднего УФ-диапазона, а также при выборе источников освещения. Технический результат изобретения - создание фотохромного люминесцентного стекла, имеющего яркую окраску и позволяющего определить наличие и оценивать интенсивность УФ-излучения. 1 табл., 3 пр., 4 ил.
Основные результаты: Фотохромное люминесцентное стекло, содержащее тетраборат лития LiBO и оксид европия EuO, отличающееся тем, что содержит оксид европия EuO в концентрации 0,43-0,49 мас.% и тетраборат лития LiBO - остальное.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области материалов для твердотельных индикаторов ультрафиолетового (УФ) излучения.

Фотохромные стекла, изменяющие цвет под воздействием УФ-излучения, известны достаточно давно. Обычно они имеют неяркую окраску и, в зависимости от состава, затемняются или просветляются при увеличении интенсивности УФ-излучения.

Стекла, люминесцирующие при воздействии электромагнитного излучения, также известны.

Представляется важным создание материала, в котором под воздействием УФ-излучения возбуждается люминесценция видимого диапазона спектра, а при изменении интенсивности УФ-излучения плавно меняется окраска. При ярком насыщенном цвете такой материал может быть использован в качестве простого индикатора УФ-излучения и изменения его интенсивности.

Наибольший интерес представляет разработка фотохромного люминесцентного материала для применения в ближнем и среднем УФ-диапазонах, т.е. в области длин волн 280-400 нм. Такое УФ-излучение широко распространено в повседневной жизни, т.к. присутствует в спектре многих светоизлучающих приборов, в т.ч. бытовых, косметических и медицинских. УФ-излучение ближнего и среднего диапазона, при повышенной интенсивности, может представлять опасность для здоровья человека даже на удалении от источника, т.к. оно слабо поглощается атмосферой. Человеческий глаз не может определить наличие УФ-излучения среднего и большей части ближнего УФ-диапазонов, что является дополнительным фактором риска.

Предлагаемое фотохромное люминесцентное стекло представляет собой материал, позволяющий мгновенно определять наличие и оценивать интенсивность УФ-излучения ближнего и среднего диапазонов визуально, без использования преобразования оптического сигнала в электрический и без измерительных приборов для количественной оценки интенсивности сигнала.

Известно люминесцентное силикатное стекло, легированное одним элементом из набора Y, La, Gd, Lu и одним элементом из ряда Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb [Y. Yasuhiro, S. Kenzou. Glass scintillator. Pat. JP 4640176, 02.03.2011] - аналог. При определенных комбинациях легирующих элементов это стекло преобразует УФ-излучение в свет видимого диапазона. Основным недостатком материала является то, что он предназначен для детектирования жесткого УФ-излучения с длинами волн менее 100 нм и не может быть эффективно использован для работы с УФ-излучением ближнего и среднего диапазонов.

Известно фотохромное боросиликатное стекло, содержащее SiO2, Al2O3, B2O3, Li2O, Na2O, K2O, Ag, CuO и NiO, просветляющееся практически до полной прозрачности при увеличении интенсивности УФ-излучения [J.C. Mauro, L.M. Thirion. Reverse photochromic borosilicate glasses. US patent application publication Pub. N20150099130 A1, 09.04.2015] - аналог. Основной недостаток такого стекла - отсутствие люминесценции под воздействием УФ-излучения. Существенным недостатком является необходимость термообработки для повторного затемнения стекла. Кроме того, этот материал-аналог имеет сложный состав.

Известно люминесцентное литий-боратное стекло для преобразования УФ-излучения в белый свет, содержащее оксид туллия Tm2O3 в концентрации 0,38-0,40% (мас.), оксид тербия Tb2O3 в концентрации 0,38-0,40% (мас.), оксид европия Eu2O3 в концентрации 0,08-0,09% (мас.) и тетраборат лития Li2B4O7 (остальное) [Редькин B.C., Синицын В.В., Колесников Н.Н. Люминесцентное литий-боратное стекло. Патент РФ 2544940, 20.03.2015] - прототип. Основной недостаток этого люминесцентного стекла состоит в том, что оно не является фотохромным, т.е. его цвет не меняется при изменении интенсивности излучения ближнего и среднего УФ-диапазонов. Кроме того, состав известного люминесцентного стекла сложен за счет того, что оно содержит три легирующие добавки.

Задачей настоящего изобретения является создание фотохромного люминесцентного стекла, имеющего яркую окраску и позволяющего определять наличие и оценивать интенсивность УФ-излучения ближнего и среднего диапазонов визуально, без использования преобразования оптического сигнала в электрический и без измерительных приборов для количественной оценки интенсивности сигнала, при одновременном упрощении состава стекла.

Поставленная задача решается тем, что литий-боратное стекло на основе тетрабората лития Li2B4O7 имеет состав, содержащий оксид европия Eu2O3 в концентрации 0,43-0,49% (мас.) и тетраборат лития Li2B4O7 (остальное).

При практически полном отсутствии УФ-компоненты в освещении предлагаемое фотохромное люминесцентное стекло является почти бесцветным, с незначительным малиновым нацветом, что иллюстрируется фотографией на Фиг. 1, где показан образец стекла при рассеянном дневном свете в помещении.

Под воздействием интенсивного УФ-излучения предлагаемое фотохромное люминесцентное стекло приобретает интенсивный малиновый цвет, что иллюстрируется фотографией на Фиг. 2, где показан тот же образец стекла при воздействии излучения светодиода, максимальная интенсивность которого соответствует длине волны 365 нм. В условиях этого эксперимента диод располагался на расстоянии 200 мм, а световой поток излучения составлял 4 лм.

Реагирует предлагаемое фотохромное люминесцентное стекло и на наличие в освещении слабой УФ-компоненты, что иллюстрируется фотографией на Фиг. 3, где показан тот же образец стекла, освещенный галогенной лампой НЕ51-50, предназначенной для использования в бытовых точечных источниках света в помещениях. В условиях эксперимента расстояние до галогенной лампы составляло 1480 мм. Сравнение фотографий Фиг. 1 и 3 показывает, что, даже при слабом вкладе УФ-излучения в освещение, интенсивность окраски стекла усиливается, т.е. предлагаемое стекло является надежным индикатором излучения ближнего и среднего УФ-диапазонов.

Приведенная ниже Таблица иллюстрирует изменение окраски предлагаемого фотохромного люминесцентного стекла с содержанием оксида европия 0,45% (мас.) в зависимости от относительной интенсивности излучения с длиной волны 365 нм, указанной в строке 1. В использованной шкале за 100% принята интенсивность излучения светоизлучающего диода 3WUF на длине волны 365 нм при световом потоке 4 лм. Нулевой интенсивности соответствует рассеянный дневной свет в помещении. В строках 2 и 3 Таблицы приводятся некоторые экспериментально наблюдаемые окраски предлагаемого стекла в шестнадцатеричных кодах и в системе RGB («красный-синий-зеленый»), соответственно. В строке 4 Таблицы представлены соответствующие образцы цвета стекла.

Важным достоинством предлагаемого фотохромного люминесцентного стекла является полная обратимость окраски без специальной обработки материала. Еще более существенное преимущество - практически мгновенное изменение окраски стекла при изменении интенсивности УФ-излучения.

Приведенный на Фиг. 4 спектр люминесценции подтверждает интенсивное свечение предлагаемого стекла при воздействии УФ-излучения, которое также хорошо заметно на фотографии Фиг. 2.

При этом состав стекла несложен, так как оно содержит всего одну легирующую добавку - оксид европия.

Таким образом, достигнута заявленная цель настоящего изобретения - создание фотохромного люминесцентного стекла, имеющего яркую окраску и позволяющего определять наличие и оценивать интенсивность УФ-излучения ближнего и среднего диапазонов визуально, без использования преобразования оптического сигнала в электрический и без измерительных приборов для количественной оценки интенсивности сигнала, при одновременном упрощении состава стекла.

Предлагаемое фотохромное люминесцентное стекло может быть использовано в простых индикаторах излучения ближнего и среднего УФ-диапазона, а также при выборе бытовых и производственных источников освещения.

Заявляемый интервал концентраций Eu2O3 выбран экспериментально.

При содержании оксида европия в предлагаемом стекле менее 0,43% (мас.) насыщенность окраски материала, наблюдаемая под воздействием УФ-излучения, заметно снижается, а изменение цвета при изменении интенсивности УФ-излучения становится плохо различимым визуально.

При концентрации оксида европия в предлагаемом стекле свыше 0,49% (мас.) в стекле появляются включения Eu2O3 в виде второй фазы. Однородность и прозрачность стекла при этом снижается.

Пример 1.

Приготовлено литий-боратное стекло, содержащее Eu2O3 в концентрации 0,42% (мас.), (остальное - тетраборат лития Li2B4O7). Полученное стекло является фотохромным и люминесцирует под воздействием УФ-излучения. Однако окраска стекла блеклая, неяркая, а при изменении интенсивности УФ-излучения не происходит явно выраженного изменения цвета стекла.

Пример 2.

Приготовлено литий-боратное стекло, содержащее Eu2O3 в концентрации 0,45% (мас.), (остальное - тетраборат лития Li2B4O7). Полученное стекло является фотохромным и люминесцирует под воздействием УФ-излучения. Цвет стекла при облучении яркий, при изменении интенсивности УФ-излучения происходит практически мгновенная смена окраски стекла, как показано в Таблице.

Пример 3.

Приготовлено литий-боратное стекло, содержащее Eu2O3 в концентрации 0,50% (масс.), (остальное тетраборат лития Li2B4O7). Полученное стекло содержит включения оксида европия, из-за которых заметно падает прозрачность материала.

Фотохромное люминесцентное стекло, содержащее тетраборат лития LiBO и оксид европия EuO, отличающееся тем, что содержит оксид европия EuO в концентрации 0,43-0,49 мас.% и тетраборат лития LiBO - остальное.
ФОТОХРОМНОЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ СТЕКЛО
ФОТОХРОМНОЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ СТЕКЛО
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 95.
10.01.2013
№216.012.1846

Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках

Изобретение относится к нанотехнологии. Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок (УНТ) на металлических подложках состоит из двух электродов 7 и 8, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками 8 и 9, скользящих графитовых токоподводов 11 и 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471706
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2477

Устройство и способ с речевым интерфейсом определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала

Использование: для определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала. Сущность: сигнал источника принимается на две ненаправленные антенны, расстояние между которыми λ/4. Сигнал от первой антенны подается на вход сумматора, сигнал от второй антенны последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474837
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.3480

Способ определения глубины погружения приводняющегося объекта

Использование: для измерения глубины погружения приводняющегося объекта с использованием гидролокатора ближнего действия, установленного на движущемся носителе относительно горизонта его движения. Сущность: с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов гидролокатором, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478983
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4cb3

Способ получения монокристаллов теллурида галлия (ii)

Изобретение относится к технологии получения кристаллов GaTe, которые могут быть использованы в нелинейной оптике, а именно для оптических преобразователей частоты ИК и ТГц диапазонов. Кристаллы теллурида галлия (II) выращивают вертикальной зонной плавкой в графитовых тиглях под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485217
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb4

Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута

Изобретение относится к области выращивания из расплава нелегированных кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO), являющегося перспективным материалом для Черепковских детекторов. Выращивание кристаллов осуществляют методом Чохральского в воздушной атмосфере со скоростью вытягивания 4-5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485218
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5006

Бампер задний

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к бамперам автомобилей. Бампер задний (1) содержит центральную секцию (2), жестко закрепленную на раме при помощи кронштейнов, выполненную из цельноштампованного металлического бруса, и две боковые секции (4, 5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486079
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.10.2013
№216.012.783c

Крионаконечник с сапфировым хладопроводом-облучателем

Изобретение относится к хирургическим инструментам, применяемым для локального замораживания и деструкции выделенных участков биологической ткани, и может быть использовано в общей и детской хирургии, в онкологии, дерматологии, отоларингологии, гинекологии, косметологии. Крионаконечник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496442
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.98be

Устройство для визуализации электрических полей свч в пространстве

Использование: относится к области визуализации распределения в пространстве электрических полей СВЧ диапазона. Сущность: в установке визуализации СВЧ полей применены измерительная камера «открытого» типа из двух расположенных горизонтально параллельных медных дисков, антенна-зонд,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504801
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.03.2014
№216.012.adf5

Способ удаления опухолей мозга с выделением границ опухоли флуоресцентной диагностикой с одновременной коагуляцией и аспирацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. Устройство включает сапфировый зонд с продольными каналами, в которых размещены оптические волокна, одни из которых предназначены для подачи излучения, возбуждающего флуоресценцию и коагулирующего излучения в зону деструкции ткани от присоединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510248
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d04b

Способ эксфолиации слоистых кристаллических материалов

Изобретение относится к нанотехнологиям. Способ включает эксфолиацию заготовок из слоистых кристаллических материалов, закрепленных с одной стороны на опоре из глипталя, с использованием клейкой ленты, глипталь по окончании эксфолиации растворяют в ацетоне, где образуется взвесь кристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519094
Дата охранного документа: 10.06.2014
Показаны записи 1-10 из 73.
10.01.2013
№216.012.1846

Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках

Изобретение относится к нанотехнологии. Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок (УНТ) на металлических подложках состоит из двух электродов 7 и 8, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками 8 и 9, скользящих графитовых токоподводов 11 и 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471706
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2477

Устройство и способ с речевым интерфейсом определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала

Использование: для определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала. Сущность: сигнал источника принимается на две ненаправленные антенны, расстояние между которыми λ/4. Сигнал от первой антенны подается на вход сумматора, сигнал от второй антенны последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474837
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.3480

Способ определения глубины погружения приводняющегося объекта

Использование: для измерения глубины погружения приводняющегося объекта с использованием гидролокатора ближнего действия, установленного на движущемся носителе относительно горизонта его движения. Сущность: с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов гидролокатором, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478983
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4cb3

Способ получения монокристаллов теллурида галлия (ii)

Изобретение относится к технологии получения кристаллов GaTe, которые могут быть использованы в нелинейной оптике, а именно для оптических преобразователей частоты ИК и ТГц диапазонов. Кристаллы теллурида галлия (II) выращивают вертикальной зонной плавкой в графитовых тиглях под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485217
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb4

Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута

Изобретение относится к области выращивания из расплава нелегированных кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO), являющегося перспективным материалом для Черепковских детекторов. Выращивание кристаллов осуществляют методом Чохральского в воздушной атмосфере со скоростью вытягивания 4-5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485218
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5006

Бампер задний

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к бамперам автомобилей. Бампер задний (1) содержит центральную секцию (2), жестко закрепленную на раме при помощи кронштейнов, выполненную из цельноштампованного металлического бруса, и две боковые секции (4, 5),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486079
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.10.2013
№216.012.783c

Крионаконечник с сапфировым хладопроводом-облучателем

Изобретение относится к хирургическим инструментам, применяемым для локального замораживания и деструкции выделенных участков биологической ткани, и может быть использовано в общей и детской хирургии, в онкологии, дерматологии, отоларингологии, гинекологии, косметологии. Крионаконечник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496442
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.98be

Устройство для визуализации электрических полей свч в пространстве

Использование: относится к области визуализации распределения в пространстве электрических полей СВЧ диапазона. Сущность: в установке визуализации СВЧ полей применены измерительная камера «открытого» типа из двух расположенных горизонтально параллельных медных дисков, антенна-зонд,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504801
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.03.2014
№216.012.adf5

Способ удаления опухолей мозга с выделением границ опухоли флуоресцентной диагностикой с одновременной коагуляцией и аспирацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. Устройство включает сапфировый зонд с продольными каналами, в которых размещены оптические волокна, одни из которых предназначены для подачи излучения, возбуждающего флуоресценцию и коагулирующего излучения в зону деструкции ткани от присоединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510248
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d04b

Способ эксфолиации слоистых кристаллических материалов

Изобретение относится к нанотехнологиям. Способ включает эксфолиацию заготовок из слоистых кристаллических материалов, закрепленных с одной стороны на опоре из глипталя, с использованием клейкой ленты, глипталь по окончании эксфолиации растворяют в ацетоне, где образуется взвесь кристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519094
Дата охранного документа: 10.06.2014
+ добавить свой РИД